Система управления отделением дефекосатурации
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
?етчики событий в каждом канале;
?Установка безопасных значений при срабатывании системного сторожевого таймера;
?Сохранение установленных характеристик прибора в энергонезависимой памяти при отключении питания;
?Гальваническая изоляция:
сигнальные линии / питающая сеть 1500В;
питающая сеть / интерфейс RS-485 1000В;
сигнальные линии / интерфейс RS-485 1000В;
?Межповерочный интервал - 2 года;
?Напряжение питания - 10В…30В;
?Габариты не более 59х105х86 мм;
?Вес не более 0,25 кг.
Для связи верхнего уровня с нижним используется ЛВС стандарта IEEE 802.3u (100BASE-TX) Fast Ethernet.
Для организации автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора и сервера базы данных в системе использована ЭВМ верхнего уровня со следующими характеристиками:
-процессор: Intel Core i3-550 (3,2 ГГц);
-объём ОЗУ: 2048 МБ;
-объём жёсткого диска: 320 Гб;
-тип графического контроллера: встроенный;
-оптический привод: DVDRW;
-ОС: Windows XP SP3.
ЭВМ верхнего уровня работает под управлением модульной интегрированной SCADA КРУГ-2000 (производства НПФ КРУГ, г. Пенза).КРУГ-2000 - современное высоконадежное средство построения АСУ ТП в области ответственных применений. АСУ ТП, разработанные на основе SCADA КРУГ-2000, успешно эксплуатируются на множестве предприятий по переработке нефти и газа, в энергетике, химической промышленности и многих других отраслях производства.КРУГ-2000 является одной из старейших и наиболее функциональных отечественных SCADA-систем. Отличительными чертами SCADA КРУГ-2000 является высокая надежность, модульность, глубокая интеграция SCADA и среды программирования контроллеров, мощный инструментарий, обеспечивающий удобство создания и отладки проектов пользователя. Стоимость SCADA КРУГ-2000 значительно меньше стоимости западных аналогов.
4. Расчет системы управления
Рассмотрим структурную схему контура регулирования уровня в барабане дефекосатуратора (рис. 2).
Рисунок 1 - Исходная структурная схема контура регулирования уровня
Объект регулирования описан типовым инерционным звеном. Передаточная функция объекта имеет вид
,(1)
где ko - коэффициент усиления объекта регулирования;
To - постоянная времени объекта.
Измерительный преобразователь (датчик разности давлений) представляет собой также инерционное звено, передаточная функция которого определяется формулой
,(2)
где ko - коэффициент усиления измерительного преобразователя;
To - постоянная времени измерительного преобразователя.
Исполнительный механизм (регулирующий клапан) имеет свойства астатического звена. Его передаточная функция определяется как
,(3)
Учитывая, что объект регулирования инерционный, выбираем ПИ-регулятор. ПИ-регулятор обладает астатизмом первого порядка и форсирующими свойствами, которые могут соответственно устранить статическую ошибку и скомпенсировать относительно большую инерционность объекта. Учитывая данные передаточных функций объекта регулирования, измерительного преобразователя, исполнительного механизма и ПИ-регулятора.
Рисунок 2 - Структурная схема контура регулирования уровня
Преобразуем полученную систему регулирования, приведя её к структурной схеме с единичной обратной связью. Для этого перенесём сумматор с выхода на вход обратной связи, при этом необходимо между переносимым воздействием и сумматором добавить фиктивное звено с передаточной функцией, обратной передаточной функции исходного звена:
(4)
При этом упростим схему, объединив объект и исполнительный механизм по правилу последовательного соединения звеньев (рис. 4).
Рисунок 3 - Структурная схема с единичной обратной связью
Часть системы, не охваченная единичной обратной связью, на динамику системы не влияет, поэтому при проведении исследования не рассматривается.
Выберем в качестве начальных настроек регулятора звено с передаточной функцией Wp (p) = 1. Получим структурную схему, приведённую на рис. 5.
Рисунок 4 - Структурная схема системы
По виду логарифмической характеристики системы видно, что она пересекает ось абсцисс под углом -40 Дб/дек, что свидетельствует о расходящемся переходном процессе в системе, частота среза ?с = 0.0269 рад/с, запас по фазе ?3 = -14.7549, частоты сопряжения среднечастотного участка с низко- и высокочастотными участками соответственно ?с2 = -0.000144 рад/с, ?с3 = -0.1 рад/с. Частоты сопряжения должны отличаться от частоты среза на 0,6…0,9 декады. Первая частота этому условию не удовлетворяет.
Ликвидируем частоту сопряжения ?с2. Это уменьшит влияние самого инерционного элемента и устранит статическую ошибку. Для этого на частоте сопряжения ?с2, характеризующей наименьший корень характеристического уравнения, нужно умножить передаточную функцию системы на .
Введём передаточную функцию варьируемого блока p+0,000144.
По виду характеристики текущей системы определяем, что начальный наклон составляет -20 Дб/дек, запас по фазе ?3 = 89,6?, а частота среза ?с = 0,0007 рад/с.
Передаточная функция варьируемого блока (регулятора):
.
Для повышения быстродействия регулятора увеличим частоту среза до максимально возможной величины, основываясь на рекомендуемом запасе по фазе ?3 ? 20…500, длине участка от частоты среза до